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Titolo : Impariamo a ridurre le plastiche in mare

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Didattica: Modelli decompressivi parte II di Luca Cicali

livello medio


ARGOMENTO: SUBACQUEA
PERIODO: na
AREA: DIDATTICA
parole chiave: modelli decompressivi 

Ora che abbiamo le idee più chiare sulle definizioni, e su ciò che esse comportano a grandi linee, diamo una occhiata ai più diffusi modelli decompressivi per catalogarli in base alle caratteristiche presentate.

Modello di Haldane
Storicamente il modello di Haldane fu primo modello realizzato ed utilizzato per produrre tabelle decompressive. E’ un modello deterministico, a perfusione, a singola fase e a compartimenti in parallelo, in quanto prevede un sistema di cinque compartimenti con emi-tempi di 5, 10, 20, 40 e 75 minuti, tutti contemporaneamente a contatto con il gas in pressione.

La legge esponenziale su cui si basa è valida sia in saturazione che in desaturazione, quindi è un modello tipo E-E. Adotta il criterio di sicurezza del cosiddetto rapporto di sovrasaturazione critica, ovvero il rapporto tra pressione alla quale si vuol risalire e pressione ambiente, che Haldane fissò al valore 2, identico per ogni compartimento.  Quindi una risalita è consentita fino a che la pressione ambiente non arrivi a dimezzarsi, dopodiché occorre osservare tappe decompressive.

Modelli utilizzati per la generazione delle TABELLE US NAVY
Dalla loro prima pubblicazione e sino al 2005 le tabelle US NAVY erano basate sul modello di Haldane, quindi un modello deterministico, a perfusione, a singola fase, compartimenti in parallelo, E-E. Le successive versioni delle tabelle sino al 2005 (vers. 5), videro il susseguirsi di modifiche che riguardarono il criterio di sovrapressione, il numero di compartimenti e semiperiodi associati, ma non l’impianto base del modello.

In particolare:

• vers. 1 del 1915. Modello di Haldane.

• vers. 2 del 1937 e vers.3 del 1951.
In questi  modelli il  rapporto di sovrasaturazione critica non è più fisso per tutti i compartimenti, ma è più elevato per i compartimenti più veloci (quindi più tolleranti alla sovrapressione).

• vers. 4 del 1958 e vers. 5 del 2005.
Il rapporto sovrasaturazione fisso viene sostituito dai valori M di Workmann. M è un valore massimo di tensione di inerte ammissibile per una certa profondità, costituito da due addendi: uno fisso e l’altro che varia linearmente al variare della profondità. La parte fissa determina la curva di sicurezza, quella variabile determina la profondità delle tappe decompressive. I valori M variano da un compartimento all’altro, divenendo meno permissivi all’aumentare del semiperiodo.

Modello VVal-18M – Modello deterministico, a perfusione, a singola fase, compartimenti in parallelo, Esponenziale-Lineare (E-L).
Sviluppato da Thalman nel 2008 ed utilizzato per generare la versione 6 (del 2008) delle TABELLE US NAVY. La velocità con la quale i tessuti si liberano dall’azoto è ipotizzata costante (cioè una retta) e non esponenziale. Ciò comporta che la fase di desaturazione avviene più lentamente di quella di saturazione, rendendo quindi il modello più conservativo.

Modello di Bühlmann
Modello “sempre “Haldaneano” e quindi deterministico, a perfusione, a singola fase, compartimenti in parallelo, E-E. E’ il modello di maggior successo in assoluto, con valori M di Workmann sostituiti da analoghi parametri più conservativi e modificati per consentire immersioni in altura. Fu sviluppato in molteplici versioni:

ZHL12 – Modello Bühlmann a 12 compartimenti
ZHL16A – Mod. Bühlmann a 16 compartimenti, versione base
ZHL16B – Mod. Bühlmann a 16 compartimenti, versione per sviluppo tabelle
ZHL16C – Mod. Bühlmann a 16 compartimenti, versione per algoritmi computer sub
ZHL8 – Mod. Bühlmann a 8 compartimenti, versione “leggera” per computer sub

DCAP
Modello “haldaneano” a undici compartimenti con semiperiodi da 5 a 670 minuti. Il set di valori M, sviluppato dal fisiologo statunitense R.W. Hamilton, è detto M11F6, ed è più conservativo di quello di Bühlmann per la sola parte che dipende dalla profondità, quindi sulle tappe deco. Sulla base di tali valori M, fu sviluppato il progetto DCAP, una applicazione software capace di generare tabelle e procedure decompressive con requisiti specifici di profondità, tempi di fondo e miscele utilizzate, dedicate ai subacquei tecnici.

Tabelle DSAT NDL
Ci troviamo di fronte ancora ad un modello “Haldaneano” ma a 14 compartimenti, con valori M a solo coefficiente costante. Questo modello, sviluppato dal DSAT, (“Diving Science and Technology Corp”), è alla base delle tabelle RDP adottate dalla PADI, che non prevedono immersioni con decompressione. Per cui i valori M hanno solo la componente costante mentre manca la componente che varia con la profondità. Le tabelle forniscono il solo Limite di “no deco” (NDL) per aria e Nitrox EAN 32 e EAN 36.

Modello “single slab bulk diffusion
Modello deterministico a diffusione, a singola fase, a compartimento unico, con saturazione e desaturazione asimmetriche. Esso prevede un unico compartimento, che riproduce le caratteristiche del tessuto tendineo, ovvero quello ritenuto più critico ai fini dell’assorbimento di azoto. Tale compartimento, a contatto con il gas respirato solo ad una estremità e il gas inerte premente, diffonde fino agli strati più lontani per diffusione, grazie cioè al gradiente di concentrazione, pertanto non è valida la legge esponenziale. La desaturazione si completa in un tempo una volta e mezzo maggiore del tempo di saturazione, (asimmetria saturazione-desaturazione). Le tabelle generate con questo modello sono oggi adottate dalla BSAC (British Sub Acqua Club).

 

Modello Kid-Stubbs
Modello deterministico a diffusione, a singola fase, a compartimenti in serie, non esponenziale. Si tratta di un modello con quattro compartimenti in serie, tutti con semiperiodo di 21 minuti; solo uno solo di essi è in diretto contatto con la pressione ambiente. Gli altri tre compartimenti sono disposti in successione. In ogni istante quindi, la tensione dell’inerte in un compartimento, oltre che dal semiperiodo caratteristico, dipende dal livello di tensione raggiunto dai compartimenti adiacenti. Ciò significa che anche quando la pressione ambiente viene rimossa, i compartimenti possono continuare a caricarsi di inerte, poiché si trovano a contatto con altri in cui la tensione è ancora maggiore della propria, con un effetto simile a quello dei vasi comunicanti. In base al modello Kid-Stubbs sono state sviluppate le tabelle decompressive DCIEM, tra le più conservative in circolazione.

 

Modello ZHL-8 ADT
Si tratta di un modello Bühlmann deterministico, a perfusione, a doppia fase, a compartimenti in parallelo, E-E. Il modello considera otto compartimenti in parallelo, in una versione adattativa usata da UWATEC per prevedere eventuali tappe decompressive di compensazione di errori operativi in immersione (ad esempio, fatica eccessiva o violazione della velocità massima di risalita) o nel caso di immersioni con temperature particolarmente basse.

Successivamente venne articolato in altre versioni, ovvero:

ZHL-8 ADT MB – Mod. Bühlmann a 8 compartimenti, previene formazione microbolle
ZHL–8 ADT MB PDIS – Bühlmann a 8 compartimenti, prevede deep stop
ZHL-8 ADT MB PMG – Multi gas
ZHL-16 ADT DD – Dedicato al Trimix

VPM – Varying Permeability Model
Modello deterministico, a perfusione, a doppia fase, a compartimenti in parallelo. E’ il più famoso dei modelli a doppia fase, sviluppato a partire dagli anni 70 dal prof. David Yount. E’ detto a permeabilità variabile perché basato sulla ipotesi che l’inerte in fase gassosa vari le proprie caratteristiche di permeabilità, ovvero di capacità di ricevere inerte dalla fase liquida o cederlo, in funzione della pressione ambiente. Utilizza un algoritmo specifico iterativo (detto CVA) per stabilire il profilo di risalita ottimale, minimizzando il numero di bolle al di sopra del raggio critico, (che determina la crescita delle microbolle), in funzione del gradiente tra tensione di inerte e pressione ambiente.

RGBM -Reduced Gradient Bubble Model
Modello deterministico, a perfusione, a doppia fase, a compartimenti in parallelo. Sviluppato dal dottor Bruce Wienke, nelle versioni implementate nei computer sub è un modello che integra i risultati di un modello analogo al VPM in un modello compartimentale Haldaneano a valori M. In pratica gestisce la riduzione del gradiente di M, in funzione dell’intervallo di superficie adottato, della effettuazione di immersioni multiday, di immersioni successive più profonde della precedente. Di fatto la riduzione del gradiente M in base ai tre effetti è un fattore aggiuntivo di conservatività.

Modello Naval Medical Research Institute (NMRI)
Modello Probabilistico, a perfusione, a singola fase, a compartimenti in parallelo, E-E. Modello probabilistico sviluppato dal “Naval Medical Research Institute”, in base al quale sono state sviluppate le tabelle probabilistiche omonime. Non esiste una sola tabella decompressiva, ma un set di tabelle tra le quali scegliere quella che “garantisce” una probabilità di PDD considerata accettabile. E’ basato su due compartimenti in parallelo, uno lento, l’altro veloce. Le tabelle ottenute risultano piuttosto conservative.

Nel prossimo articolo cercheremo di sbirciare un po’ dentro ai computer subacquei: non solo gli algoritmi utilizzati ma anche e soprattutto il rapporto di noi subacquei con il nostro computer: irrinunciabile per molti, utile per alcuni, detestato da altri.

Luca Cicali

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